【正文】 板框式 贗 管式， 贗 中空纖維 贗 贗 操作壓力 bar 贗 15~150 贗 5~35 贗 1~10 贗 2 贗 贗 產(chǎn)品和膜過程 贗 許多產(chǎn)品使用膜來處理，但已銷售的 80％以上 的膜用于水的脫鹽處理。 贗 TMP 贗 傳導(dǎo)膜壓。 贗 MWCO（切割值） 贗 分子量切割被稱為道爾頓值，意味著超過 MWCO的 90%的分子量將被截留。 贗 同時我要真心感謝 Bjame Nicolaisen 提供的許多寶貴的技術(shù)上和語言上意見和建議，同時感謝我的妻子作為我的同事參與了許多技術(shù)問題的討論。同時對膜系統(tǒng)的設(shè)計和操作的學(xué)習(xí)也有較大的幫助。雖然書中沒有太多的數(shù)學(xué)計算，但它對于工業(yè)和學(xué)術(shù)應(yīng)用都是非常有用的，因為它含有膜過濾領(lǐng)域許多“老到”的經(jīng)驗，即使對于業(yè)內(nèi)行家而言，它也并不是一本出版物而已。 贗 贗 2贗 CIP 贗 清洗裝置。 贗 PAN 贗 聚丙烯腈 贗 Permeate(透過液 )贗 透過膜的液體的體積（也可稱濾液） 贗 ppm 贗 每百萬分子一。 贗 以上值可表示為： mg/l， ppm 或 %贗 贗 四種膜過程 贗 反滲透（ RO）是液體 /液體分離過程中最可能使用的膜分離過程。表 3 列出了一些典型的應(yīng)用，陰影部分代表主要的產(chǎn)物。它們也有好的抗溫度和 pH 的能力，但不能耐氧化環(huán)境。表 2(四 種膜過程的比較 )，表 3(產(chǎn)品和過程 )以及表 4(一些膜材料的抗化學(xué)品性能 )可能對膜的選擇有些幫助。 贗 由于卷式膜組件含有許多其它的不同的高分子材料，因此除了 PE 襯背材料外，還可能有一些其它的限制因素。因此膜具有較好的抗污染能力，污染物要么被完全截留要么全部通過。許多大學(xué)院校喜歡用管式膜，因此它易于計算雷諾數(shù)并將其傳遞系數(shù)理論化。 贗 陶瓷膜構(gòu)型 也非常昂貴。 贗 表 9 板框式產(chǎn)品和組件列表（不完全） 贗 DDS M30 贗 用作 RO 和 NF的帶有圓形膜的垂直組件，這種構(gòu)型已陳舊。但管式和板式膜換膜時可以僅換膜，其余系統(tǒng)不變。 贗 表 12 是以上內(nèi)容的總結(jié)。而在低壓操作中，組件的最大數(shù)量將減少。這些組件可以在 70℃下持續(xù)操作，短時期可加溫到 90℃，而同時可保持正常的膜使用壽命。贗 贗 16贗 高溫操作一個正面的影響是：高溫可以增加通量 (見優(yōu)化壓力和溫度一節(jié) )。表 18 內(nèi)的指導(dǎo)方針除了 CA 膜外適用于所有的膜?？梢姵烁哒扯冗M(jìn)水對于一個膜系統(tǒng)來說不僅是個 贗 18贗 膜的問題，更是一個工程問題。球閥和蝶閥的一個有利的方面是，它們具有允許流量和壓降有較大不同的性能，如此被用來獲得生產(chǎn)和清洗的正確條件。但經(jīng)驗表明這類閥門在膜過濾工廠中可以用于調(diào)節(jié)。 贗 贗 流量測定儀 贗 在膜系統(tǒng)中需要 嚴(yán)格的流量測量和控制 。因此為這類膜過程選擇流量 贗 20贗 計時必須特別注意。當(dāng)液位上升時，水閥全關(guān)，到達(dá)某一稍高液位時，產(chǎn)品閥門開始關(guān)閉，準(zhǔn)備調(diào)節(jié)進(jìn)入儲罐的產(chǎn)品的量。在水脫鹽處理一般還使用 pvc、銅和一些低檔的不銹鋼。 贗 以下是一些復(fù)合材料： 贗 GRP－玻璃纖維增強聚酯 (玻璃鋼 )被廣泛應(yīng)用于膜殼。 贗 膜系統(tǒng)需要每年 365 天，每天 24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)，因此泵的質(zhì)量必須能滿足這個要求。 贗 泵的類型 贗 定 義 贗 低速 贗 轉(zhuǎn)速低于 3600rpm 贗 高速 贗 轉(zhuǎn)速高于 3600rpm 贗 單級離心泵 贗 ? 低速 贗 一般低速離心泵泵用途比較廣泛，其轉(zhuǎn)速規(guī)定如下： 50Hz 電流 3000 轉(zhuǎn) /分鐘； 60Hz 電流 贗 23贗 3600 轉(zhuǎn) /分鐘。帶水的鼓室快速旋轉(zhuǎn)，一根皮托管插入鼓室外圍高速運行的液體中，將液體的速度動能轉(zhuǎn)化為壓力能量。這種類型的泵通過幾級壓力達(dá)到 70bar。而在工業(yè)系 統(tǒng)，則被盡量避免使用。 贗 贗 25贗 多糖：角叉 (菜 )膠、果膠、瓊脂、樹脂、黃原膠。雖然能列出的預(yù)處理方法非常多，但一般使用的方法很少。 贗 所有的正位移泵都會在管線系統(tǒng)中引起震動。 贗 KSB(德國 )生產(chǎn)很多類型的泵，大多用于 工業(yè)場合。小一些的泵的效率會比人們 所期望的低些，而大泵的操作效率比較合理。泵的軸向軸承也必須非常堅固。有幸地是，可供選擇的泵很多。 贗 以下產(chǎn)品是純質(zhì)材料： 贗 ABS－在水脫鹽系統(tǒng)中是非常有用的材料； 贗 Delrin－亦稱為 DOM；是一種非常好的材料，最大的缺陷是抗低 pH 環(huán)境的能力較差； 贗 PE－聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性好，但溫度穩(wěn)定性有限； 贗 贗 PP－聚丙烯是一個純化學(xué)的耐受力強的高分子材料，溫度穩(wěn)定性有限，但已有增強的趨勢； 贗 PSO－在膜應(yīng)用工程中有許多不同類型的聚砜材料。 贗 結(jié)構(gòu)材料 贗 根據(jù)作者的觀點，有一個簡單的原則可以避免膜系統(tǒng)中的許多機械 問題：在膜系統(tǒng)中和液體接觸的所有部件和設(shè)備都使用 高質(zhì)量的不銹鋼 。儲罐內(nèi)的液位傳感器可以將液位轉(zhuǎn)換成 3～ 15psi 的信號，而兩個控制進(jìn)水和出水壓力的氣動閥負(fù)擔(dān)各自的范圍，一個在 3～ 9psi(水閥 )下操作，而另一個在 9～ 15psi(產(chǎn)品閥 )下操作。 在超濾系統(tǒng)中，反沖洗流量一般要高 10～ 30 倍。即使是很好的壓力計其誤差值有 1％，通過轉(zhuǎn)換達(dá) 1bar。在 RO 系統(tǒng)中，可能可以使用一種大口徑的低壓活塞閥，雖然這有些違背原則。 贗 閥門 贗 在膜系統(tǒng)中不同行業(yè)需要不同類型的閥門 ，以下是一些例子： 贗 ? 乳制品行業(yè)：衛(wèi)生級蝶閥和針式閥； 贗 ? 純水行業(yè)：球閥和針式閥； 贗 ? 紙漿和造紙行業(yè)：任何型號，多數(shù)為球閥； 贗 ? 廢水專案：任何型號，多數(shù)為球閥。 贗 進(jìn)水流量 贗 對膜沒有絕對的進(jìn)水流量限制。除了膜本身受到的危害外，其至關(guān)重要的是要有適當(dāng)?shù)闹危乐箟毫⒛D壓入支撐材料。這可能已經(jīng)非常接近高分子膜的極限。 贗 多年來用于乳制品行業(yè)的組件已可以在比供貨商原先說明的更高的溫度 (和壓降 )下操作了。具體例子見表 13。否則幾乎不可能將組件推進(jìn)推出。但是其投資非常高。 贗 贗 板框系統(tǒng)的分類和參數(shù) 贗 “板框式”這個名稱包括了許多不同構(gòu)型的膜組件，所有的都使用平板式膜。只是纖維的內(nèi)徑很小，一般 2mm。經(jīng)過了許多試驗和失敗后，重新設(shè)計的組件已經(jīng)可以用于許多工業(yè)行業(yè)，如乳制品行業(yè)、紙漿和造紙行業(yè)、高純水以及一些高溫和極端 pH 的場合。 贗 面向被處理的產(chǎn)品一側(cè)膜有一個不透水的致密表層，這也稱為皮膚層。它具有非常良好的溫度穩(wěn)定性，但受限于高 pH 環(huán)境 。 贗 復(fù)合 RO 膜 85％ 贗 復(fù)合 NF膜 3～ 5％ 贗 聚砜 UF和 MF 膜 5～ 7％ 贗 其它膜 3～ 5％ 贗 “其它膜”包括聚丙烯 (PAN)、陶瓷材料 ( SiO2)和纖維素 (水解醋酸纖維素 )等。 贗 聚偏二氟乙烯 (PVDF)是一種傳統(tǒng)的膜材料，但是它并未被廣泛使用，因為它 很難使膜具有良好且穩(wěn)定的分離特 性 。 贗 下表是對以上內(nèi)容的總結(jié)。它們被認(rèn)為是致癌物質(zhì)。 贗 如果指標(biāo)是負(fù)值，則不可能指 CaCO3比例。希望本書能幫助避免許多以往很容易的犯的錯誤。這本 書對已從事膜設(shè)備設(shè)計及建設(shè)的工程師 和在已建工廠工作的工程師都能提供許多有用的信息。 贗 這本手冊并不適用于那些純粹的初學(xué)者，因為書中對膜和膜技術(shù)的描述比較具體，而簡略了一些基礎(chǔ)的膜和化學(xué)知識。在不拆除的情況下清洗系統(tǒng)。嚴(yán)格的講，為每 1000 毫克溶液的毫克溶質(zhì)。原則上水是唯一通過膜的物質(zhì)；特別是所有的溶解和懸浮的物質(zhì)被截留。注意：透過液和濃水都可以是需要的產(chǎn)物，而可以同時成為產(chǎn)物。 贗 復(fù)合膜有二層和三層的設(shè)計，但所有的都有精確的組分。 贗 表 4 一些膜材料的抗化學(xué)性能 贗 贗 復(fù)合膜 贗 CA 贗 PSO 贗 PVDF 贗 PAN 贗 SiO2 贗 纖維素 贗 3Ph8 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 Ph3或 Ph8 贗 √ 贗 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 溫度 35℃ 贗 √ 贗 ╳ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 贗 7贗 腐殖酸 贗 (√ )贗 √ 贗 ╳ 贗 ╳ 贗 (√ )贗 ╳ 贗 √ 贗 蛋白質(zhì) 贗 √ 贗 (√ )贗 √ 贗 (√ )贗 (√ )贗 √ 贗 √ 贗 多糖 贗 (√ )贗 贗 √ 贗 贗 (√ )贗 √ 贗 ╳ 贗 紡織品 贗 √ 贗 贗 √ 贗 (√ )贗 √ 贗 ╳ 贗 ╳ 贗 脂肪族烴 贗 ╳ 贗 ╳ 贗 ╳ 贗 (√ )贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 芳香烴 贗 ╳ 贗 ╳ 贗 ╳ 贗 √ 贗 贗 √ 贗 (√ )贗 氧化劑 贗 ╳ 贗 (√ )贗 √ 贗 √ 贗 (√ )贗 √ 贗 (√ )贗 酮，酯 贗 ╳ 贗 ╳ 贗 贗 √ 贗 贗 √ 贗 (√ )贗 酒精 贗 √ 贗 ╳ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 √ 贗 贗 √ 表示基于理論的信息或在實踐應(yīng)用中有不確定性。一般 中心管 和 反套裝置 /內(nèi)部接頭 由 PVC 或 ABS 制成，這些材料都沒有良好的溫度耐受力。 贗 以下是在較寬范圍內(nèi)列出的膜的孔徑。管式膜有一個較大的優(yōu)點，它們能較大范圍地耐懸浮固體和許多令人討厭的纖維。理論上說，陶瓷系統(tǒng)對微濾（ MF）非常有效。 贗 DDS M35M39 贗 編號 35~39的具有橢圓形膜的一組平行組件。 贗 ? 卷式膜組件 贗 膜殼設(shè)計 在市場上有許多不同的膜殼設(shè)計，可以根據(jù)材料 (不銹鋼和高分子 )或功能 (側(cè)面端口進(jìn)出或通過端蓋進(jìn)出 )進(jìn)行分類。 贗 表 12 玻璃鋼和不銹鋼膜殼的比較 贗 贗 玻璃纖維 贗 不銹鋼 贗 壓力 贗 200bar 贗 極少超過 80bar 贗 溫度 贗 50℃ 贗 100℃ 贗 側(cè)端進(jìn)入 贗 困難 /很少 贗 簡單 /標(biāo)準(zhǔn) 贗 贗 13贗 端蓋進(jìn)入 贗 標(biāo)準(zhǔn) 贗 非標(biāo) /難用 贗 衛(wèi)生級 贗 非 贗 是 (可能 )贗 價格 贗 100％ 贗 150～ 200％ 贗 ″， ″， ″ 贗 純水標(biāo)準(zhǔn) 贗 很少 贗 ″ ， ″， ″ 贗 不適用 贗 乳制品標(biāo)準(zhǔn) 贗 ″ 贗 軍用標(biāo)準(zhǔn) 贗 不使用 贗 ″， ″ 贗 不適用 贗 KOCH乳制品標(biāo)準(zhǔn) 贗 贗 圖 1 贗 側(cè)端進(jìn)出口的不銹鋼膜殼有兩種： 4 口型，使用這種膜殼可以作為無外部產(chǎn)品副件的模塊，且另一種類型則使用內(nèi)部副件的排列 。下表將作出相應(yīng)說明 贗 表 13 卷式膜組件的壓降舉例 贗 贗 14贗 例如：一個膜殼中有 4個組件，每個組件的壓降是 ，相當(dāng)于每個膜殼的壓降為 。但必須注意通量，并保持低于 35lmh，這樣可以確保操作壓力保持低壓。 90℃下操作可以在相同壓力下將通量從 100％提高到 300％。表 18A 提供了一些用 Wagner 單位換算的關(guān)于溫度 /壓力關(guān)系的一般原則。 贗 系統(tǒng)組件 贗 一個膜系統(tǒng)不僅僅包括膜本身。 贗 在膜系統(tǒng)設(shè)計中一個主要頭痛的問題是高體積濃縮率的回流設(shè)備，這意味著系統(tǒng)必須根據(jù) 小流量濃縮來控制。 贗 泵也可用作特殊的閥門。一般使用轉(zhuǎn)子流量計，它們在由操作員進(jìn)行日常讀數(shù)的系統(tǒng)中足夠了，但也有些缺點，它們一般只提供一個視覺的讀數(shù)而不提供可以數(shù)據(jù)記錄的數(shù)據(jù)。 贗 贗 儲罐設(shè)計 贗 膜系統(tǒng)中使用的儲罐為了便于 排水徹底 應(yīng)作成 圓錐形或斜底 。這是一個很好的方法，供水作為一個安全措施，也使清渣和清洗變得容易，開始清渣時，先停止產(chǎn)品流量。但實踐證明，長期運行后，其缺陷將較難被接受。雖然它有一些明顯的缺點，但已成為水脫鹽處理中的標(biāo)準(zhǔn)材料，其主要的優(yōu)點是防腐性能好，價格低廉； 贗 Epoxy(環(huán)氧 )－一種僅由德國 Membratec 制造的很特殊的類型，膜殼是薄壁型的，但不能耐高壓。膜系統(tǒng)的操作條件經(jīng)常與泵供貨商提供的數(shù)據(jù)不符，因為系統(tǒng)的流量和壓力的變化比較大，很少位于設(shè)計點。也可以使用更低轉(zhuǎn)速的，但投資也將相應(yīng)增加。泵設(shè)計方案使我們可以看到產(chǎn)生壓力的皮托管。它們通過一個扁的帶式裝置達(dá)到這個速度。 贗 贗 預(yù)處理方法和策略 贗 預(yù)處理的策略可以有非常廣泛的目的 ,有時還可能完全相反 .見表 25。 贗 果汁：蘋果汁、梨汁、菠蘿汁。 贗 表 28 和表 29 列出了在預(yù)處理中使用的常規(guī)方法。一般用于低流量和高壓的場合。Tonkaflo 泵傳遞壓力可達(dá) 40bar，因此在超過 26bar 高壓場合銷售良好。這意味著一級離心泵可以傳遞 70bar 或更高的壓力。主要的問題是因為雖然由泵增加的壓力比較小，如 2bar，但進(jìn)水管線中的壓力可能已達(dá)到 40bar，因此循環(huán)泵的包裝必須非常堅固，其機械密封必須特殊設(shè)計。 贗 贗 泵的類型和選擇 贗 沒有泵，沒有膜過濾！這個道理非常簡單。然而，在低價水市場中應(yīng)用最廣泛的是聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)，因為對于這類